Parallelo generatori

[robertos]

Buongiorno a tutti

Se ho due (o più) generatori trifase da mettere in parallelo, oltre regolare la frequenza per pareggiarla, come faccio ad allineare le fasi?.
Sento parlare di regolazione di tensione. Come avviene cià, e come va ad inluire sulla fase.

Saluti
Roberto

[IsidoroKZ]

Domanda teorica o pratica?

La risposta teorica e` che quando le metti in parallelo devono avere la stessa fase. La fase e` l'integrale della frequenza, e quindi agendo sulla la frequenza riesci ad arrivare con la stessa frequenza e la stessa fase. A quel punto chiudi la connessione fra rete e alternatore e cominci a "prendere carico".

La risposta pratica e` che lo so (sapevo) fare solo per piccole centrali idro.

[EdmondDantes]

Pareggiare la frequenza... non mi sembra un termine "tecnico".
Allineare le fasi...pure

Adesso posso rispondere alla tua domanda.

L’alternatore trifase sarà collegato sulle barre attraverso un interruttore (inizialmente aperto).
Le barre si suppongono di potenza prevalente rispetto all’alternatore in maniera tale da ritenere sia la tensione V sia la frequenza f costanti per qualunque condizione di funzionamento dell’alternatore.
La successione di ritardo delle fasi dell’alternatore e delle f.e.m. delle barre devono essere le stesse. Il sequenzimetro dovrà essere collegato prima all’alternatore e poi alla rete: i due versi di rotazione devono essere uguali.
Si deve verificare, inoltre, che la frequenza della terna delle f.e.m. dell’alternatore sia coincidente con quella delle f.e.m. delle barre.
La f.e.m. prodotta (dalla macchina) dipende dalla frequenza, quindi la prima cosa da fare, dovendo regolare anche le f.e.m., è regolare la velocità della macchina: si agisce sul motore primo fino a quando su un tachimetro non si leggerà la velocità di sincronismo.
In seguito si regolerà l’eccitazione fino a quando sul voltmetro posto fra due fasi della macchina non si legge la tensione, f.e.m. a vuoto dato che l’interruttore è ancora aperto, pari al valore della tensione letto su un secondo voltmetro posto su due fasi delle barre.
La misura fatta con il tachimetro meccanico è però grossolana e porta con sé un errore significativo; esso viene usato per avere un punto di riferimento sulla regolazione della corrente di eccitazione. Raggiunto tale obbiettivo si dovranno usare strumenti più precisi per regolare la velocità della macchina, come il frequenzimetro a lamelle. Si installerà un frequenzimetro sull’alternatore e uno sulle barre e si regola il motore primo fino a quando il frequenzimetro disposto sull’alternatore non dia una indicazione coincidente con quella data dal frequenzimetro
installato sulle barre (si usa un doppio frequenzimetro).
Affinata la regolazione della velocità si affina anche la regolazione della corrente di eccitazione affinché i due voltmetri diano indicazioni uguali, sulla base delle due frequenze uguali date dai frequenzimetri.
Ancora non si è nelle condizioni di chiudere l’interruttore di parallelo, in quanto, anche se gli strumenti non portassero alcun errore, se si chiudesse l’interruttore di parallelo la probabilità che le due terne, di f.e.m. e di tensioni, siano due terne sovrapposte è nulla.
Si rischia dunque con elevata probabilità di avere fra poli omonimi una d.d.p. elevata e creazioni di c.to-c.to, pur essendo uguali le frequenze e moduli. Bisogna fare in modo che le due terne siano coincidenti in termini di fase.
Ciò si rende fattibile grazie all’errore, se pur piccolo, del doppio frequenzimetro. La misura della frequenza è sempre affetta da errore, quindi ci sarà sempre una piccola differenza fra la frequenza della terna di f.e.m. e la frequenza della terna delle tensioni di barre. Le due terne dovranno pertanto essere disegnate su due piani di Gauss diversi, i quali, dopo essere stati sovrapposti, presenteranno una velocità relativa pari alla differenza di velocità di rotazione delle due terne.
Ci sarà una terna che ruoterà ad una velocità maggiore rispetto all’altra, quindi nell’istante d’osservazione lo sfasamento fra le due terne avrà un certo valore non noto a priori ma tale sfasamento varierà nel tempo data la velocità relativa fra le due terne. Vi sarà un istante in cui lo sfasamento sarà nullo, cioè le due terne saranno sovrapposte: bisogna cogliere tale istante chiudendo l’interruttore di parallelo.
Esistono diversi metodi per cogliere questo istante.
Vediamo un primo metodo.
È possibile usare un sincronoscopio trifase, uno strumento di misura e controllo. Alimentiamo lo strumento con le differenze fasoriali fra i poli omonimi dell’interruttore di parallelo (R-a, S-b, T-c) (a,b,c per la rete, R,S,T per la macchina)
Quando le due terne saranno sovrapposte la terna che alimenta il sequenscopio è certamente nulla.
La differenza è massima quando le due terne sono opposte. La terna che alimenta lo strumento pertanto varierà nel tempo periodicamente dal valore nullo al valore massimo. Quando la terna è nulla lo strumento non ruota, uando la differenza è massima la rotazione invece assumerà il valore massimo.
La differenza di velocità dello strumento viene messa in evidenza collegando un indice all’albero dello strumento, il quale insiste su una scala: quando l’indice si trova nella posizione di fermo bisogna chiudere l’interruttore di parallelo poiché è l’istante in cui le due terne sono sovrapposte.
Il secondo metodo utilizza delle lampade, ma evito di spiegarlo.
Questi metodi "manuali" sono arcaici, però necessari a capire cosa accade fisicamente. Vanno studiati. Punto e basta.
In una centrale elettrica il tutto è reso automatizzato da microprocessori, sensori, trasduttori, controllori e così via.
Banalizzando il discorso, basta premere il bottone "START"
Ai tempi "antichi" venivano utilizzati i metodi arcaici (sincronoscopio o lampade).

La diversa frequenza delle due terne, se pur piccola (ma necessaria per eseguire il parallelo), determina un differenza di tensione tra f.e.m. della macchina e tensione di sbarre (le due terne non sono sovrapposte).
Se c'è una differenza di tensione, ci sarà una corrente erogata o assorbita dalla macchina (dipende se la f della macchina è maggiore o minore della f di rete). Questa corrente è chiamata "sincronizzante", poiché determina la coppia sincronizzante, cioè la coppia che permette la sincronizzazione della macchina con la rete.
Per annullare tale corrente, si agisce sul motore primo dell'alternatore.

[EdmondDantes]

Al termine generatore ho dato il significato di alternatore (quindi macchina sincrona).
Leggi qua:
http://www.electroportal.net/edmonddantes/wiki/articolo8

BTW per i moderatori
Questo messaggio, secondo me, si dovrebbe spostare nella sezione "Elettrotecnica generale".

[robertos]

Ciao

ho ancora qualche domanda:
Se ho capito, le due fequenze hanno un delta che comunque a certi istanti porta ad una sovrapposizione della fase e, alla prima occorrenza di questa sovrapposizione, chiudo il breaker. Sono però portato a dire che lo sfasamento (da un minimo ad un massimo) si continuerà a ripetere. O forse quando parli di corrente sincronizzante ti riferisci proprio a questo per cui di li in poi le due terne procedono con la stessa frequenza e fase? E comunque ciò avviene (cioè la marcia con uguale frequenza e fase) tramite il regolatore? perché dici che devi annullare la corrente sincronizzante?
Mi puoi scriver qual è la legge che lega frequenza e tensione (in termini matematici) in questo caso?

Grazie
Roberto

[EdmondDantes]

Se la terna delle f.e.m. della macchina ruota più velocemente della terna delle tensioni di rete, la macchina fornisce potenza alla rete (corrente sincronizzante erogata dalla macchina), a spese dell'energia meccanica immessa dal motore primo: quindi si ha un rallentamento sino a raggiungere la condizione di equilibrio. La corrente sincronizzante permane (non ti pare uno spreco?)
Caso duale con corrente sincronizzante assorbita.
Conviene agire sul motore primo affinchè porti l'alternatore al sincronismo, in questo caso le correnti sincronizzanti si annullano.

Mi puoi scriver qual è la legge che lega frequenza e tensione (in termini matematici) in questo caso?

La tua domanda presenta tre errori.
1) Io ho parlato di f.e.m., leggi:

La f.e.m. prodotta (dalla macchina) dipende dalla frequenza,

non di tensioni.
2) L'espressione della f.e.m. in funzione della frequenza è unica, quindi non c'è una espressione "per questo caso".
3) Dovresti conoscerla (l'espressione matematica), dato che sei arrivato al parallelo...

Pertanto, ti consiglio di rivedere i primi due capitoli del tuo testo di macchine elettriche (o dei tuoi appunti). Deve esserci.
Dopo averla trovata, se hai dei dubbi, ritorna e qualcuno, certamente, ti risponderà.

BTW Per scrivere l'espressione della f.e.m. ti consiglio di usare una penna Blu

[robertos]

Grazie
Purtroppo non ho nessun testo di macchine e non ho molto tempo per reperire queste informazioni (neanche dalla rete). Ho fatto piccole applicazioni hw/sw per la gestione della potenza andando a far partire generatori e ad inserirli in parallelo nel campo navale. Ma non so esattamente come avviene il sincronismo dato che normalmente è affidato ad hw/sw particolari e generalmente forniti direttamente dal fornitore dei generatori o da ditte specializzate in questo. Mi resta la curiosità.

Perdonate l'insistenza, tuttavia per farmi un idea migliore provo a ridirlo per come l'ho capito

devo contemporaneamente (all'incirca?)
1) cercare di avere la stessa frequenza delle terne di f.e.m. e tensioni di rete regolando i giri del motore
2) regolare l'eccitazione del rotore in modo che anche le ampiezze delle tensioni siano quasi uguali

Nel momento in cui le frequenze (e le ampiezze) sono molto simili ma comunque con un piccolo delta, in ogni caso necessario a consentire che la fase, dopo un po di cicli di possa sovrapporsi, allora posso chiudere il breaker.
I disallineamenti di frequenza (e forse anche di tensione) comunque provocano correnti stabilizzanti che decelerano o accelerano la macchina da sincronizzare ma che comunque devono essere eliminate tramite la continua regolazione di tensione (f.e.m. ?) e frequenze in modo che le due macchine siano sincrone e con medesima ampiezza.

Se non ho fatto troppi errori chiedo ancora come la macchina che entra in parallelo richiama a se il carico e come la macchina che deve uscire dal parallelo lo cede.

Grazie ancora e saluti
Roberto

[giannid19]

Leggiti questo articolo ti servirà a comprendere la procedura di messa in parallelo degli alternatori.

http://www.electroyou.it/m_dalpra/wiki/nome-del-tuo-articolo

[StefanoSunda]

Leggiti questo articolo ti servirà a comprendere la procedura di messa in parallelo degli alternatori.

Sicuramente Robertos l'avrà già letto... son passati già quattro anni, dal 2009.